Neue Mondentstehungstheorie

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Bern, der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (beide Schweiz) und der Universität Lund (Schweden) hat durch bessere Computersimulationen ein Modell für die Entstehung des Erdmondes getestet, welches heutige Gegebenheiten besser erklären kann als das bisher verwendete Standardmodell.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: arxiv.org. Vertont von Peter Rittinger.

Vergleichbar mit der bisher anerkannten Theorie stieß die Protoerde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren mit dem kleineren Protoplaneten Theia zusammen. Dadurch wurde die noch immer glutheiße Erde aufgerissen und ein Teil des Materials ins Umfeld geschleudert. Auch Überreste von Theia waren demnach entscheidend an der Mondentstehung beteiligt. Hier steht allerdings die Auffassung diametral gegenüber, dass der Mond ausgehend von einer ähnlichen Isotopenzusammensetzung von Proben überwiegend aus Material desselben Ursprungs der Protoerde besteht.
Die neuen Computersimulationen berücksichtigten gegenüber früheren Studien weitere Parameter, unter anderem auch die Möglichkeit, dass ein Großteil von Theia dem Anziehungsbereich der Erde entkommen konnte. Aufgrund gestiegener Rechenleistung und verfeinerter Modelle sind die Berechnungen genauer und die Ergebnisse sicherer. Demnach traf Theia die junge Erde wahrscheinlich unter einem steileren Winkel von etwa 30 bis 35 Grad und mit einer höheren Geschwindigkeit oberhalb von 11 km/s. Ein Großteil des Materials von Theia blieb mit 8,9 bis 9,3 km/s schneller als die für die Erde damals zutreffende Fluchtgeschwindigkeit, wogegen Erdmaterial weitgehend im Gravitationsfeld gefangen blieb und der im Orbit verbleibende Auswurf später den Mond ausbildete. Dabei berücksichtigte man auch unterschiedliche Zusammensetzungen für den Impaktor, von silikatreich (70%) über stark eisenhaltig (70%) bis hin zu 50% Eis.

Mit dem schnelleren Aufschlag ließe sich nicht nur die Zusammensetzung des Auswurfmaterials erklären sondern auch eine höhere Temperatur, welche die Differenzierung des heutigen Mondes beeinflusst. Ein Zusammenstoß mit höherer Geschwindigkeit hätte auch Auswirkungen auf Veränderungen im Drehmoment des Systems und der Bahngeschwindigkeit der Auswurffragmente, die ja nicht zwangsläufig erste kosmische Geschwindigkeit erreichen müssten.

Annahmen, Methoden und Ergebnisse der Computersimulationen werden im Fachblatt Ikarus veröffentlicht.

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